Способ термической обработки электродов импульсных газоразрядных приборов

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социал истичесиик

Реслублии («i938330 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.12.79 (2l ) 2861691/18 21 с присоединением заявки № (23)приоритетОпубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.06.82 (51 ) М. Кл.

Н 01 J 9/42

Геаударотеаииый комитет

СССР с ао делам «забретеиий и открытий (53) УДК621.327 (088.8) Ю. Х. Гукетлев, И. А. Дробот, Л. В. Мещан, К. К. Намитоков, С. С. Овчинников и В. Ф. (72) Авторы . изобретения

Харьковский институт инженеров строительства (7) ) Заявитель

{54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОДОВ

ИМПУЛЬСНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к газоразрядным приборам, а именно к способу обработки электродов газоразрядных приборов, и может, быть использовано при производстве источников высокоинтенсивного

5 света, газоразрядных приборов различного назначения.

Из@эстен способ термической обработки электродов газоразрядных и электровакуумных приборов, заключающийся в том, что, с целью обезгаживания аспект родов, их нагревают токами высокой частоты (1) .

Высокочастотное нагревание производят электромагнитным полем индуктора, размещенного вне алек тровакуумного при:бора. С увеличением частоты тока, магнитной проницаемости, удельного алектрического сопротивления материала детали и особенно числа ампер-витков катушки 2о уменьщается время, которое необходимо для разогрева детали до требуемой температуры при обезгаживании. Для быст рого и аффективного нагрева детали в поле высокой частоты необходимо, чтобы деталь имела такую форму и положение, при которых она образует замкнутый контур, пересекаемый линиями магнитного поля. Оптимальная частота токов высокой частоты составляет 20 — 20 кГц . )

Однако такой способ неприменим для обработки электродов импульсных газоразрядных приборов, так как в результате медленного нагрева нет имитации рабочего режима.

Известен также способ термической обработки электродов импульсных газо-. разрядных приборов, заключающийся в том, что обрабатываемые алектроды помещают в вакуумную камеру, на рабочую поверхность направляют алектронный пучок и ведут обработку в течение времени, необходимого для активации и обезгаживания.

Обезгаживание при помощи электронной или ионной бомбардировки происходит путем превращения кинетической анергии электронов и ионов в теплоту, нагреваю50

3 93833 щую детали. Тепловая энергия выделяется на участках, которые непосредственно бомбардируются ионами и электронами.

Поэтому температура поверхности и от дельных участков детали, бомбардируемых 5 электронами и ионами, значительно превышает среднюю температуру детали (средняя температура детали поддерживается ниже температуры начала интенсивного распыления металла). 10

Когда энергия электронов превышает анергию, необходимую для ионизации остаточных газов, в объеме прибора образуются положительные ионы, которые бомбардируют и разрушают катод. При обез- 15 гаживании электронной бомбардировкой распределение температуры в толще детали практически соответствует реальному распределению температуры при эксплуа тации прибора $2)

Однако такой способ термической обработки электродов газоразрядных и электровакуумных приборов не позволяет с полностью удалить с поверхности электродов газы, окислы и другие соединения, которые в процессе эксплуатации взаимодействуют с плазмой разряда и конструкmamma элементами прибора. Кроме этого, на поверхности электродов остаются неровности, микроскопические посторонние частицы и включения, которые можно. устранить только при высоких термических и электрических нагрузках, соответствующих рабочим режимам. Такие дефекты поверхности обуславливают

35 низкое качество алек гродов.

Бель изобретения - улучшение качества источников света путем устранения загрязнений оболочки продуктами распыления катода, устранения возможного

40 .попадания на сборку электродов со скрытыми дефектами структуры и повышения степени об гаживания.

Указанная цель достигается тем, что s способе термической обработки алект

45 родов импульсных газораэрядных приборов, заключающемся в том, что обраба тываемые электроды помещают в вакуумную камеру, на рабочую поверхность

HaGp&BoBI0T электронный пучок и ведут обработку в течение времени, необходи-, мого для активировки и обезгаживания, электронный пучок модулируют по длительности, а его параметры выбирают из условий

P- „. ср где P - мощность алектронного пучка в импульсе;

0 4 — .длительность импульса элект ронного пучка;

Г - длительность разрядного тока в номинальном режиме работы гаэоразрядного прибора; gp - среднее эа импульс значение силы разрядного тока в номинальном режиме;

0 - катодное падение потенциала.

При термической обработке электродов модулированным по длительности электронным пучком на рабочую поверхность электрода подаются кратковременные импульсы большой мощности, которые создают на поверхности электрода условия, близ кие к реальным, возникающим при эксплуатации. При этом наблюдается выравнивание микровыступов и микротрещин, микроскопические посторонние частицы и включения удаляются с поверхности. Вследствие того, что импульсы подаются кратковременные, сам электрод нагревается до менее низкой температуры, чем его рабочая поверхность. Такие условия термической обработки. наиболее соответствуют термическому режиму электрода в готовом газоразрядном приборе. Обработ ка ведется в вакууме, чем достигается высокая степень обезгаживания. Электр роды обрабатываются до сборки прибора.

Обработка ведется в специальной вакуумной камере при непрерывной откачке. Этим исключается запыление оптических элементов прибора продуктами распыления.

Длительность импульса электронного пучка выбирается приблизительно равной длительности разрядного тока в номинальном режиме работы гаэораэрядного прибора.

Пример. Обрабатывают партию электродов лампы ИФП-600. Электроды помещают в специальную вакуумную камеру, которую откачивают до давления

10 4мм рт. ст. и поддерживают указанный вакуум в течение всего времени обработки. На поверхность электродов направляют модулированный по длительности электронный пучок (использовался импульсный режим работы электронной пушки). Ток пучка 200мА, энергия электронов 20 каВ (мощность в импульсе 4кВт), частота посылок 20 Гц, длительность импульса 1 мс, время обработки 5 мин (средняя температура электродов 1700 К). Для сравнения алектроды контрольной партии обрабатывают электронным лучом в стационарном режиме.. Ток пучка 20 мА, энергия алектронов 20кэВ, время обра ботки 5 мин (средняя температура алехт рода 1700 К).

5 9383

После обработки электродный узел поступает на сборку лампы. Проводят исследования влияния импульсного нагрева на световые параметры источников.

Результаты измерений. относительного

; изменения освечивания (усредненного по трем лампам для каждого режима обработки) прн наработке приведены в таблице.

Проведенные эксперименты показывают,1о что при импульсной термической обрабоэке скорость спада освечивания в процессе наработки на начальной стадии уменьшается, уменьшается также количество налета распыленйого материала электродов на оболочке ламп. Это приводит к увеличе-нию полезнсго срока службы источников.

Кроме того, в процессе импУльсной обра ботки электронным пучком поверхность

Импульсный -. режим обработки

0,98 0,96 1,95

Стационарный режим обра- . ботки

0,92 0,9 0,89

rye Р - мощность электронного пучка в импульсе;

- длительность импульса электронного пучка; Г «длительность разрядного тока в номинальном режиме работы газоразрядного прибора;

- среднее за импульс значейие силы разрядного тока в номинальном режиме;

0 - катодное падение потенциала. к

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Варламов В. А., Шахмейстер Е. И.

Сборочные операции в электровакуумном производстве. M., Высшая школа", 1974, с. 308-310.

2. Там же, с. 310 312.

Составитель В. Александров

Редактор Н. Лазаренко Техред F..Õâðèòoí÷èê Корректор А. ДзЯ жо

Заказ 4473/75 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035, Москва, 5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уха ород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ термической обработки электродов импульсных газоразрядных приборов, 3S заключающийся в том, что обрабатываемые электроды помещают в вакуумную камеру, на рабочую поверхность направ ляют электронный пучок и ведут обрабоьку в течение времени, необходимого для активировки и обезгаживания, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества источников света путем устранения загрязнений оболочки продук

iS тами распыления катода и повышения степени обезгаживания, электронный пучок модулируют по длительности, а его пара метры выбирают нз условий К « СР электрода испытывает значительные импульсные нагрузки, близкие; к реальным.

Это позволяет в проиессе термической обработки обнаружить дефекты структуры электродных материалов до их установки в изделие, а тем самым исключить брак готовых изделий вследствие дефектов по» верхности электродов газоразрядных приборов.

Иснольэование предлагаемого способа термической обработки электродов импульсных газоразрядных приборов, по сравнению с известными способами, позволяет увеличить полезный срок службы прибо ров и осуществлять визуальный контроль электродов до их установки в изделие, что значительно повышает качество выпускаемых газоразрядных приборов.